KR100998748B1 - Ｗｉｂｒｏ 시스템에서의 과금 산정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 Wibro 시스템에서 기지국에 접속한 가입자의 각 단말기에서 사용한 자원의 양을 무선자원 및 트래픽 서비스의 측면에서 구분하고 이를 해당 기지국에서 측정할 수 있는 방법을 제시하여 그 결과를 각 가입자의 과금 산정에 필요한 파라미터로 사용할 수 있도록 하는 방법에 관한 것이다.
Measuring, Paramter, Accounting, Wibro

Description

Ｗｉｂｒｏ 시스템에서의 과금 산정 방법{Method for the accounting in Wibro System}
[도 1] Wibro시스템의 전체 구조
[도 2] Wibro 시스템의 전송 프래임 구조
[도 3] 전송 프래임 내에서 MAP IE의 상세 구조와 기능
[도 4] 수신측에서의 재전송 동작
[도 5] 송신측에서의 재전송 동작
본 발명은 와이브로(Ｗｉｂｒｏ) 시스템에서의 과금 산정 방법에 관한 것이다.
Wibro 시스템은 IEEE802.16-2004, IEEE802.16-2004/Cor1/D5 및 IEEE802.16e/D11 규격을 기반으로 정의된 시스템이다.(참고문헌 [1][2][3]) 또한, Wibro시스템은 기존의 Public IP network과 호환이 가능하도록 PSS(단말기), RAS(기지국) 및 ACR(라우터)를 정의하고 단말기로 하여금 이동성을 가지도록 하는 기술을 부여하여, 이를 통해 이동 중에 IP 기반 네트워크 서비스의 이용이 가능하도록 되어 있다. 본 발명은 Wibro 시스템에서 기지국에 접속한 가입자의 각 단말기에서 사용한 자원의 양을 무선자원 및 트래픽 서비스의 측면에서 구분하고 이를 해당 기지국에서 측정할 수 있는 방법을 제시하며, 그 결과를 각 가입자의 과금 산정에 파라미터로 사용할 수 있도록 하는 방법에 관한 것이므로, 이동통신 시스템에서의 과금 산정 기술 분야로 구분될 수 있겠다. 하지만, 본 발명은 앞서 본 절의 초입에서 언급된 바와 같은 Wibro 시스템의 기반 규격을 이용하여야만 구성이 가능한 기술이라는 특징을 가지고 있으므로 종래의 이동통신 과금 산정기술과는 기술적인 근거에서 근본적인 차이점이 있다.
앞서 기술한 바와 같이 Wibro 시스템은 기존의 Public IP network과 호환이 가능하도록 PSS(단말기), RAS(기지국) 및 ACR(라우터)를 정의하고 단말기로 하여금 이동성을 가지도록 하는 기술을 부여하여, 이를 통해 이동 중에 IP 기반 네트워크 서비스의 이용이 가능하도록 구성되어 있다. [도 1]은 Wibro시스템의 구조를 나타낸 것이다. [도 1]에서와 같이 본 발명에서는 Wibro 시스템 상에서 특정 기지국에 접속한 단말기를 통하여 서비스를 이용하는 가입자들을 대상으로 어떤 가입자가 무선자원 및 트래픽 송/수신을 얼마만큼 이용하고 있는지에 관한 정보를 특정 기지국내에서 측정 및 분석할 수 있는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명에서 제안하는 방법은 각 가입자의 단말기가 사용하는 무선 자원의 양 및 트래픽 서비스의 양을 측정할 수 있으므로, 측정된 각 요소를 파라미터로 설정하고 이에 적정한 가중치를 부여하여 가입자의 과금을 산정하는 척도로 사용할 수 있다.
본 발명의 하나의 특징에 따른 과금 산정 방법은,
기지국 내에 있는 가입자의 이동 단말에 대한 과금을 산정하는 방법으로서,
상기 이동 단말로 전송되는 전송 프래임의 구조 정보를 토대로, 상기 기지국에 접속되어 있는 상기 이동 단말에 할당된 제1 파라미터--여기서 제1 파라미터는 무선 자원 사용량 및 트래픽 사용량을 포함함--를 측정하는 단계; 상기 이동 단말로부터 수신하거나 상기 이동 단말로 송신한 정상 수신이 아닌 메시지인 NACK를 토대로 제2 파라미터인 재전송 트래픽 사용량을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 제1 파라미터 및 제2 파라미터를 토대로 상기 이동 단말이 상기 기지국에 접속하여 이용한 자원에 대한 과금을 계산하는 단계를 포함한다.
[도 1]은 Wibro시스템의 구조를 나타낸 것으로서, 기존의 Public IP 네트워크에 호환이 가능하도록 PSS(단말기), RAS(기지국) 및 ACR(라우터)를 정의한다. 또한, [도 1]과 같이 기지국은 하나의 사업자 백본 네트워크 (101)(Operator's IP Network)에 연결되어 있다. 따라서, 가입자가 단말기 상에서 IP 기반 서비스를 이용하기 위해서는 기지국 및 사업자 백본 네트워크를 통해서 Public IP 네트워크에 접속해야 한다. 하나의 기지국에는 하나 이상의 단말기가 접속하여 통신할 수 있다. 본 발명에서 제안한 방법은 기지국에 접속한 가입자의 각 단말기가 기지국의 무선 자원 및 트래픽 용량 중 얼마를 사용하고 있는지에 관한 자료를 측정할 수 있다. 한편, 기지국과 단말기 사이에 송/수신이 실패하였을 경우 이전의 트래픽과 동일한 트래픽을 재전송하여야 하는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 단말기의 무선 자원의 사용량 측정, 트래픽 사용량 측정 및 재전송에 따른 트래픽 사용량 측정 방법으로 나누어 기술하며, 이를 과금 산정의 척도로 이용할 수 있도록 한다. 본 발명에서 제안하는 측정 방법은 모두 기지국 내부에서 구현할 수 있는 것들이다.
1. 무선자원 사용량 측정 방법
[도 2]는 Wibro 시스템 규격에서 정의된 전송 프래임 구조를 나타낸다. 전송 프래임은 기지국에서 단말기로 전송하는 하향(DL; Downlink) 부분과 단말기에서 기지국으로 전송하는 상향(UL; Uplinik) 부분으로 나뉘어 진다. 또한, Wibro시스템의 전송 프래임 내에는 MAP 및 Burst가 존재한다. 각 Burst는 가입자별로 구분해서 구성할 수 있고 이를 통하여 각 가입자들에게 필요한 제어 메시지 및 트래픽 정보의 전송에 사용되며, MAP은 전송 프래임 내에서 각 가입자 별로 할당되어진 Burst의 위치, 그리고 모든 가입자들에게 공통적으로 방송(Broadcasting)되는 정보 등을 전송하는데 사용된다. DL/UL-MAP은 기지국 내에 있는 모든 단말기가 수신할 수 있다.
[도 2]에 나타난 전송 프래임에서 DL은 기지국이 구성하여 단말기에게 전송하는 정보이며, UL은 DL부분 내에 포함된 UL-MAP정보를 이용하여 단말기에서 기지국으로 전송하는 정보이다. 따라서 기지국은 전송 프래임이 어떤 방식으로 구성되어 있는지 미리 알 수 있다. [도 2]에 나타난 전송 프래임의 구조를 알면, 각 단말기에서 사용하고 있는 무선 자원의 양을 매 전송 프래임 마다 측정할 수 있다. 따라서, 기지국은 자신이 이미 알고 있는 전송 프래임의 구조에 대한 정보를 이용하여 매 프래임 마다 어떤 단말기가 얼마의 양을 가지고 무선 자원을 사용하고 있는지 측정할 수 있다. 한편, 기지국 내에서 단말기는 매 프래임 마다 슬롯(slot)이라는 단위로 무선 자원을 사용한다. 슬롯은 [도 2]에 나타나 있는 subchannel (202)과 symbol (203)의 곱(multiplex)으로 표현되는 무선 자원 할당의 기본 단위이며, 기지국과 단말기 사이에서 하향 또는 상향의 송/수신에 사용되는 대역(Bandwidth)의 크기는 슬롯을 이용하여 표현될 수 있다. 그러므로, 기지국에서는 매 전송 프래임 마다 자신에게 접속한 각 단말기가 DL 및 UL 내에서 몇 개의 슬롯을 사용하는지 계산하여, 각 단말기가 매 프래임마다 사용하고 있는 무선 자원의 양을 측정한다.
2. 트래픽 사용량 측정 방법
[도 3]은 전송 프래임 구조에서 DL/UL-MAP의 상세 구조를 나타낸 것이다. [도 3]에 나타난 바와 같이 MAP에는 하향 전송과 관련된 DL-MAP 및 상향 전송과 관련된 UL-MAP이 존재하며, DL/UL-MAP은 다수의 DL/UL-MAP IE(Information Element)로 구성되어 있다. 각 가입자의 단말기는 [도 2]에서 나타난 전송 프래임의 구조 중 DL (201)부분에 속해 있는 DL/UL-MAP을 수신하여 방송 정보 및 자신에게 할당된 Burst 정보 등을 알아내고 이를 바탕으로 하향/상향 통신을 수행할 수 있다. DL/UL-MAP IE는 기지국에서 생성하여 단말기에게 전달하는 정보이며,
따라서, 기지국은 자신에게 접속한 각 단말기에게 전달되는 MAP IE 정보를 모두 알 수 있다. 한편, 기지국과 각 단말기 사이에는 매 프래임 마다 서로 다른 변조/복조 방식을 이용하여 상/하향 통신을 수행할 수 있다. 각 단말기가 자신이 위치한 곳에서의 채널 상태에 따라 변조/복조 방식을 바꾸어 기지국과 단말기 사이에 통신을 수행하는 것을 AMC라고 한다. AMC는 몇 개의 단계로 나뉘어 질 수 있으며 이를 AMC 레벨이라고 부른다. 기지국이 생성하여 전달하는 DL/UL-MAP IE내에는 자신에게 접속한 각 단말기가 매 프래임 마다 어떤 AMC레벨을 가지고 상/하향 전송을 수행해야 하는지에 대한 정보가 들어있다. 따라서, DL/UL-MAP IE 정보를 모두 알고 있는 기지국은 각 단말기가 매 프래임마다 어떤 AMC 레벨을 가지고 상/하향 통신을 수행하는지에 관한 정보도 모두 알 수 있다. 이러한 AMC 레벨 정보와 앞서 "1. 무선자원 사용량 측정 방법"에서 알 수 있었던, 각 단말기 마다 매 프래임당 사용하는 슬롯의 개수에 대한 정보를 이용하면 각 단말기가 매 전송프래임 마다 사용하는 트래픽의 양을 알 수 있다. 즉, AMC레벨은 특정 슬롯이 어떠한 변조방식과 채널 코딩 방식에 의해 전송되는지를 나타내 주는 정보로서, 이 정보를 통해 특정 개수의 슬롯이 얼마만큼의 정보를 전달할 수 있는지에 관한 기준인 전송율을 분석해낼 수 있으며, 이 전송율은 트래픽 사용량의 기준이 된다.
3. 재전송 트래픽 사용량 측정 방법
기지국과 단말기의 상/하향 통신에서 송신 측에서 송신한 트래픽을 수신측이 제대로 수신하지 못하였을 경우 재전송이 발생한다. 하향링크 송/수신일 경우는 기지국에서 단말기로 트래픽을 전송하는 경우이므로 기지국에서 재전송이 발생하며, 상향링크 송/수신일 경우는 단말기에서 기지국으로 트래픽을 전송하는 경우이므로 단말기에서 재전송이 발생한다. [도 4]는 수신측에서의 재전송의 동작에 대한 것이며, [도 5]는 송신측에서의 재전송 동작에 관한 것이다. 상향 송/수신이든 하향 송/수신이든 수신 대상이 되는 기지국 혹은 단말기는 송신 측에서 전송한 트래픽이 정상적으로 수신되면 정상 수신에 대한 응답으로 ACK를 송신측으로 전달하며, 정상수신이 아닌 경우에는 NACK를 송신측으로 전달한다. 한편, [도 5]와 같이 송신측에서는 자신이 전송한 트래픽에 대해 수신측으로부터 ACK를 전달받으면 다음 트래픽을 전송하며, 수신측으로부터 NACK를 전달받으면 해당 트래픽을 다시 전송한다.
이와 같이, 기지국과 단말기 사이에 재전송이 발생하는 상황에서도 기지국과 단말기 사이에 전송되는 트래픽의 기준은 "2. 트래픽 사용량 측정 방법"에서 분석할 수 있는 슬롯과 AMC레벨을 근거로 한 트래픽 전송율이다. 따라서, 기지국은 단말기로부터 NACK를 수신하여 재전송한 횟수 및 단말기로 NACK를 전송하여 단말기로 하여금 재전송 하도록 요구한 횟수를 분석하여 재전송으로 발생한 트래픽의 양을 분석할 수 있다. 즉, 상향에서의 재전송 트래픽 사용량을
Figure 112005072308212-pat00001
이라 하고, 하향에서의 재전송 트래픽 사용량을
Figure 112005072308212-pat00002
이라고 할 경우 다음의 식이 성립한다.
Figure 112005072308212-pat00003
(식 1)
Figure 112005072308212-pat00004
(식 2)
여기서,
Figure 112005072308212-pat00005
: 기지국이 해당 상향링크 트래픽 수신 후 NACK를 송신한 횟수
Figure 112005072308212-pat00006
: 기지국이 해당 하향링크 트래픽을 전송 후 NACK를 수신한 횟수
Figure 112005072308212-pat00007
: 단말기에서 해당 상향링크 재전송 트래픽의 전송율
Figure 112005072308212-pat00008
: 단말기에서 해당 하향링크 재전송 트래픽의 전송율
이다. 따라서, (식 1)의
Figure 112005072308212-pat00009
값과 (식 2)의
Figure 112005072308212-pat00010
값을 모든 재전송 트래픽에 대해 계산하고 이를 합산하면 재전송 트래픽 사용량
Figure 112005072308212-pat00011
을 계산할 수 있다.
앞서 1, 2, 3에서 측정 및 분석한 파라미터를 가입자의 과금 계산에 사용할 수 있다.각각의 파라미터에 대해 망 사업자가 중요하다고 생각되는 부분에 가중치를 부여하여 과금에 필요한 최종 척도를 만들고 이를 각 가입자 마다의 과금 계산에 이용할 수 있다. 본 발명에서 제안한 측정 및 분석치에 가중치를 부여한 과금 척도는 다음의 (식 3)과 같다.
Figure 112005072308212-pat00012
(식 3)
여기서,
Figure 112005072308212-pat00013
: 하나의 가입자에 대한 과금 척도
Figure 112005072308212-pat00014
: 하나의 가입자가 사용한 무선 자원의 양
Figure 112005072308212-pat00015
: 하나의 가입자가 사용한 트래픽의 양
Figure 112005072308212-pat00016
하나의 가입자가 사용한 재전송 트래픽의 양
Figure 112005072308212-pat00017
: 가중치
이다.
Wibro 시스템은 기존의 Public IP Network과 호환이 가능하도록 PSS(단말기), RAS(기지국) 및 ACR(라우터)를 정의하고 단말기로 하여금 이동성을 가지도록 하는 기술을 부여하여, 이를 통해 이동 중에 IP 기반 네트워크 서비스의 이용이 가능하도록 구성되어 있다. 본 발명에서 제안하는 측정 및 분석 방법은 특정 기지국에 접속한 단말기를 통하여 서비스를 이용하는 가입자들을 대상으로 어떤 가입자가 무선자원 및 트래픽 송/수신을 얼마만큼 이용하고 있는지에 관한 정보를 특정 기지국내에서 측정 및 분석할 수 있는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명에서 제안하는 방법은 각 가입자의 단말기가 사용하는 무선 자원의 양 및 트래픽 서비스의 양을 측정할 수 있으므로, 측정된 각 요소를 파라미터로 설정하고 이에 적정한 가중치를 부여하여 가입자의 과금을 산정하는 척도로 사용할 수 있다. 이와 같은 특징을 가진 본 발명의 효과는 다음과 같다.
■특정 기지국에 접속한 각 가입자 별 단말기에서 사용되는 무선자원 및 트래픽의 양을 측정 및 분석할 수 있다.
■[도 1]에 나타난 Wibro 시스템의 구조를 변화시키지 않고, 어느 기지국에 대해서나 용이하게 사용이 가능하다.
■기지국에 접속한 각 가입자의 단말기가 사용하는 기지국 및 망을 운용하는 사업자의 자원(무선자원, 트래픽 서비스양, 재전송 트래픽 양)을 별도로 파라미터화 할 수 있으므로, 해당 사업자에게 보다 구체적인 과금 기준을 제시할 수 있다.

Claims (7)

  1. 기지국 내에 있는 가입자의 이동 단말에 대한 과금을 산정하는 방법에 있어서,
    상기 이동 단말로 전송되는 전송 프래임의 구조 정보를 토대로, 상기 기지국에 접속되어 있는 상기 이동 단말에 할당된 제1 파라미터--여기서 제1 파라미터는 무선 자원 사용량 및 트래픽 사용량을 포함함--를 측정하는 단계;
    상기 이동 단말로부터 수신하거나 상기 이동 단말로 송신한 정상 수신이 아닌 메시지인 NACK를 토대로 제2 파라미터인 재전송 트래픽 사용량을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 제1 파라미터 및 제2 파라미터를 토대로 상기 이동 단말이 상기 기지국에 접속하여 이용한 자원에 대한 과금을 계산하는 단계
    를 포함하는 과금 산정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파라미터 중 상기 무선 자원 사용량은 상기 전송 프래임의 슬롯 개수에 기초하여 측정하는 과금 산정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파라미터 중 상기 트래픽 사용량은 상기 전송 프래임의 슬롯 개수와 상기 프래임 마다의 AMC 레벨 정보에 기초하여 측정하는 과금 산정 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 AMC 레벨 정보는 하향링크 맵(DL-MAP)과 상향링크 맵(UL-MAP)에 대한 IE(Information Element)에 포함되어 있는 과금 산정 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 파라미터는 상기 기지국이 상기 이동 단말로부터 NACK를 수신하여 재전송한 횟수 및 상기 이동 단말로 NACK를 전송하여 상기 이동 단말로부터 재전송하도록 요구한 횟수에 기초하여 측정하는 과금 산정 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 과금을 계산하는 단계가,
    상기 제1 파라미터 및 제2 파라미터 별로 가중치를 부여하는 단계;
    상기 제1 파라미터, 제2 파라미터 및 상기 가중치에 기초하여 과금 척도를 산출하는 단계; 및
    상기 과금 척도에 기초하여 상기 이동 단말이 상기 기지국에 접속하여 이용한 자원에 대한 과금을 계산하는 단계
    를 포함하는 과금 산정 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 과금 척도는 하기의 관계식
    ACNTref_user = WRS × RSRCEuser + WTr × Trafficuser + WRTr × RTruser
    (여기서 ACNTref_user는 상기 이동 단말에 대한 과금 척도, RSRCEuser는 상기 무선 자원 사용량, Trafficuser는 상기 트래픽 사용량, RTruser는 상기 재전송 트래픽 사용량, WRS는 상기 무선 자원 사용량의 가중치, WTr는 상기 트래픽 사용량의 가중치, WRTr는 상기 재전송 트래픽 사용량의 가중치임)
    에 따라 산출되는 과금 산정 방법.
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